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Title: Interação parácrina entre células endoteliais cerebrais e gliais em modelos in vitro de barreira hematoencefálica
Other Titles: Paracrine interaction between endothelial cerebral cells and glial cells in models of blood-brain barrier in vitro
Advisor: El-Bachá, Ramon dos Santos
Members of the board: Fregoneze, Josmara Bartolomei
Souza, Bruno Solano de Freitas
Formiga, Fábio Rocha
Rocha, Clarissa Araújo Gurgel
El-Bachá, Ramon dos Santos
Authors: Borges, Julita Maria Pereira
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil.
Abstract: INTRODUÇÃO: Células endoteliais cerebrais (CEC) e astrócitos são as principais células que compõem a barreira hematoencefálica (BHE) e conferem seletividade à entrada de substâncias no cérebro por ação da barreira metabólica. O desequilíbrio nesta seletividade predispõe o SNC às doenças neurodegenerativas e câncer. OBJETIVO: Este trabalho objetivou avaliar a interação parácrina entre CEC e células gliais modulando os mecanismos detoxificadores da BHE in vitro, em condições fisiológicas e patológicas. METODOLOGIA: Foi verificada a toxicidade do catecol sobre CEC, astrócitos e microglia. Foi analisada a modulação do meio condicionado por astrócitos (MCAst) sobre as CEC, por CEC (MCCEC) sobre astrócitos e por microglia (MCMG) sobre os astrócitos. Foi avaliada a interação parácrina entre CEC e células gliais, na diferenciação e proliferação de CEC. Foi verificada a interação parácrina entre CEC e astrócitos na citotoxicidade induzida pelo catecol, observando-se a expressão de isoformas das enzimas UDP-glucuroniltransferase 1A6 (UGT1A6) e glutation-S-transferase pi (GSTpi), e da glicoproteína P de efluxo (gpP) através de análises por citometria de fluxo, imunocitoquímica e Western Blotting. Propôs-se avaliar a espoliação de glutation reduzido (GSH) pelo catecol em CEC na presença de MCAst e em células GL-15 de glioblastoma humano interagindo com CEC. Foi avaliada a genotoxicidade pelo catecol sobre astrócitos e CEC e sua modulação por meio condicionado por CEC e astrócitos respectivamente. RESULTADOS: Os resultados demonstraram que o MCAst, o meio condicionado por células C6 de glioma de ratos (MCC6) e MCMG induzem a proliferação e alterações morfológicas em CEC quiescentes. As CEC são resistentes ao dano pelo catecol. Catecol é citotóxico para os astrócitos. O MCCEC confere citoproteção aos astrócitos frente ao dano pelo catecol, aumentando a expressão de GSTpi e diminuindo as lesões de DNA. As CEC protegem as GL-15 contra a espoliação de GSH pelo catecol. O meio condicionado pelos astrócitos aumenta a expressão de GSTpi e protege as CEC da espoliação de GSH induzida pelo catecol. Astrócitos infectados por N. caninum (Nc) apresentaram aumento na expressão dos genes das citocinas (IL10 e TNF) e do gene do fator de crescimento de nervos (NGF), diminuição dos genes do fator neurotróficos derivado do cérebro (BDNF) e fator neurotrófico derivado da glia (GDNF). O meio condicionado por astrócitos infectados por Nc levou a superexpressão de TNF e supressão gênica de BDNF, GDNF e NGF em CEC. CONCLUSÕES: Entende-se que as CEC e astrócitos interagem entre si independente do dano, porém resulta em citoproteção quando há agressão. Os mecanismos detoxificadores são ativados nas células, induzidos por moléculas presentes no meio condicionado. Esta interação existe independente do contato físico, uma perspectiva no entendimento da BHE e doenças que atingem o SNC.
Abstract: INTRODUCTION: Cerebral endothelial cells (CEC) and astrocytes confer selectivity in the entry of harmful substances into the brain through the blood-brain barrier (BBB), mainly by the action of a metabolic barrier. The imbalance in this selectivity predisposes the CNS to neurodegenerative diseases and cancer. OBJECTIVE: The objective of this work was to evaluate the paracrine interaction between CEC and glial cells modulating the detoxifying mechanisms of the BBB in vitro, under physiological and pathological conditions. METHODOLOGY: The paracrine interaction between CEC and glial cells was tested by observing morphological alterations and proliferation of CEC. The catechol toxicity to CEC, astrocytes and microglia was also verified. The modulation of CEC by astrocyte-conditioned medium (MCAst), of astrocytes by CEC-conditioned medium (MCCEC), and by microglia-conditioned medium (MCMG) was analyzed. We verified the interaction of CEC and astrocytes on the expression of the isoforms of the enzymes UDP-glucuronyltransferase 1A6 (UGT1A6), and glutathione-S-transferase pi (GSTpi), and on the efflux glycoprotein P (gpP) during catechol-induced damages, by flow cytometry, immunocytochemistry and Western Blotting. The depletion of GSH by catechol in CEC in the presence of MCAst and in human glioblastoma GL-15 cells interacting with CEC was evaluated. Catechol genotoxicity to astrocytes and CEC and its modulation by MCCEC and MCAst were also evaluated. RESULTS: The results demonstrated that MCAst, rat glioma C6 cells-conditioned medium (MCC6), and MCMG induce proliferation and morphological alterations in quiescent CEC. Catechol is cytotoxic to astrocytes. However, CEC is resistant to catechol-induced damages. The MCCEC leads to cytoprotection of astrocytes against catechol-induced damages, increasing the expression of GSTpi and UGT1A6 isoforms, and protected against increased DNA damages. MCCEC also protected GL-15 cells against GSH depletion induced by catechol. MCAst increases the expression of GSTpi and protects CEC agaisnt GSH depletion induced by catechol. Astrocytes infected by Neospora caninum (Nc) increased the expression of cytokines (IL10 and TNF) and nerve growth factor (NGF), but decreased the expression of the neurotrophic factors BDNF and GDNF. Infected astrocytes-conditioned medium lead to overexpression of TNF and reduction of BDNF, GDNF and NGF in CEC. CONCLUSION: Although CEC and astrocytes interact in physiological copnditions, this interaction results in cytoprotection in the presence of damages. In damage conditions, molecules that are present in the conditioned medium activate detoxifying mechanisms. This interaction exists independent of physical contact, giving a new perspective on the understanding of BBB and diseases affecting the CNS.
Keywords: Astrocytes
Cerebral endothelial cell
Blood Brain-Barrier
Microglia
keywords: Astrócitos
Célula endotelial cerebral
Barreira hematoencefálica
Micróglia
Issue Date: 2018
Publisher: Instituto Gonçalo Moniz
Citation: BORGES, Julita Maria Pereira. Interação parácrina entre células endoteliais cerebrais e gliais em modelos in vitro de barreira hematoencefálica. 2018. 166 f. Tese (Doutorado em Patologia) - Instituto Gonçalo Moniz, Fundação Oswaldo Cruz, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 2018.
Date of defense: 2018-04-24
Place of defense: Salvador/Ba
Department: Coordenação de Ensino
Defense institution: Universidade de Federal da Bahia. Fundação Oswaldo Cruz, Instituto Gonçalo Moniz
Program: Pós-Graduação em Patologia
Copyright: open access
Appears in Collections:BA - IGM - Teses de Doutorado

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